某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题．（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟...

问题详情：

某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题．

（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置

（1）图1设备的名称是　．

（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　　．加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能　．

（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：．

（二）如图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的*氧化*与*氧化钙混合液，*氧化*吸收二氧化碳能力比*氧化钙强．如果实验成功，请回答下列问题：

（1）图中仪器②的名称为　　．

（2）实验过程中的现象：A中　、B中．

（3）该实验的*作步骤：　　．（填序号）

a．点燃A处酒精灯    b．通入CO气体    c．停止通入CO气体   d．熄灭酒精灯．

（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图3所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式　　．

②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是　　（写出计算过程）．写出氧化铁生成该物质的化学方程式为　．

（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g．则仪器①中固体减轻的质量为　　g．

（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有　　（填序号字母）．

A．收集一氧化碳　　　　 B．吸收二氧化碳　　　　 C．检验二氧化碳．

【回答】

【考点】铁的冶炼；一氧化碳还原氧化铁；书写化学方程式．

【专题】金属与金属材料．

【分析】（一）

（1）根据炼铁的主要设备是高炉进行分析；

（2）根据增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，二氧化碳和碳高温会生成一氧化碳进行分析；

（3）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；

（二）

（1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；

（2）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下会生成铁和二氧化碳，二氧化碳和*氧化钙反应会生成碳*钙沉淀和水进行分析；

（3）根据一氧化碳和空气的混合气点燃，可能发生*，热的铁会重新氧化等知识进行分析；

（4）通过分析资料确定，800℃时氧化铁和一氧化碳进行反应的产物；

根据质量变化分析生成物，再写出化学方程式；

（5）根据混合溶液增加的质量是二氧化碳质量，仪器①中减少的是氧元素的质量进行分析；

（6）根据*氧化*、*氧化钙会与二氧化碳反应，一氧化碳有毒，需要处理进行分析．

【解答】解：（一）

（1）炼铁的主要设备是高炉；

（2）增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，所以工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是：增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度，二氧化碳和碳高温会生成一氧化碳，所以加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能制取一氧化碳；

（3）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（二）

（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，②是集气瓶；

（2）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下会生成铁和二氧化碳，二氧化碳和*氧化钙反应会生成碳*钙沉淀和水，所以实验过程中的现象：A中红棕*固体变成黑*，B中澄清的石灰水变浑浊；

（3）一氧化碳和空气的混合气点燃，可能发生*，热的铁会重新氧化，所以需要先通一氧化碳，将空气排尽，然后加热，实验结束，先撤酒精灯，在停止通一氧化碳，正确的顺序为：badc；

（4）由铁的氧化物有：FeO、Fe304、Fe2O3，在一定的条件下，均能够逐步失去其中的氧，最终被还原为铁，可知在800℃以上时，管内固体质量不再减少，说明只有铁了；

48gFe2O3样品中Fe的质量为：48 g×=33.6g

剩余黑*固体中氧元素的质量=46.4克﹣33.6克=12.8克

黑*固体中Fe、O元素的个数比为：： =3：4

∴固体B的化学式为：Fe3O4

化学方程式：CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2；

（5）混合溶液增加的质量是二氧化碳质量，仪器①中减少的是氧元素的质量

二氧化碳中氧元素的质量为：0.55g×=0.4g，二氧化碳中有一个氧原子来自金属氧化物，所以仪器①中固体减轻的质量为0.2g；

（6）*氧化*、*氧化钙会与二氧化碳反应，一氧化碳有毒，需要处理，所以实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有：收集一氧化碳，吸收二氧化碳，检验二氧化碳，故选：ABC．

故*为：（一）

（1）高炉；

（2）增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度；制取一氧化碳；

（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（二）

（1）集气瓶； 

（2）红棕*固体变成黑*，澄清的石灰水变浑浊；

（3）badc；   

（4）①Fe；

②Fe3O4，CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2；

（5）0.2；

（6）ABC．

【点评】解答本题关键是要知道从题目中提取有用信息，熟悉化学方程式的书写步骤，锻炼了学生分析问题解决问题的能力．

知识点：二氧化碳和一氧化碳

题型：实验题